工程控制测量中GPS应用

摘 要：GPS测量技术已广泛应用于工程测量的各个领域,它不仅使工作效率提高了,还对经济效益有很好的提高,测角、测距为主体的常规测量技术已经在某些方面被GPS技术取代,可见它的应用前景十分广阔,以后会得到更好的发展.

关 键 词：工程控制测量；GPS应用；研究

随着我国科学技术的不断发展与创新,GPS技术已经得到提高并且广泛应用于我国的经济建设和城市化建设中,尤其在工程测量中GPS控制测量技术发挥了及其重要的作用,在其相应的数据处理中也得到了良好运用.在工程测量中,GPS控制测量技术的运用不仅降低了作业难度,还大大提高了测量结果的质量以及精确度.为此,我们更要不断对GPS控制测量技术进行研究,使其更好的在工程测量中发挥作用.

1GPS技术的概述和测量原理

在20世纪80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,其在我们生活中扮演着越来越重要的角色,为我们的日常生活以及科技发展,带来了巨大影响,GPS就是指全球定位系统技术,是一种新一代的卫星导航与定位系统.长期以来用传统的测角、测距、测水准为主体常规地面定位技术,在如今的生活中正在逐步被以一次性确定三维坐标、高速度、高效率、高精度,GPS技术所代替,并且其应用的范围也更加的广泛.GPS技术的测量原理,主要就是GPS定位技术原理的应用.如在需要的位置上某点建设GPS接收机,然后在某一时刻同时接收3颗GPS卫星所发射信号,根据此原理测得卫星与测站点的几何距离,就可利用后方交会原理确定出测站点的精确三维坐标,从而达到定位测量的目的.

2GPS技术在工程测量中应用的特点

2.1定位精度较高

GPS测量精度远远高于普通的测量精度,在小于50km的基线上,定位精度可以达到,在100～500km的基线范围内,定位精度可以达到,实验证明,基线越长,GPS测量技术的定位精度越高.另外,GPS测量技术不受地形地势等环境因素的影响,可以满足测量工程的需要,适用于各种测量工程.

2.2测站之间不需要相互通视

GPS测量技术不要求测站之间互相通视,这样使得在选择测量点的时候更加灵活,为测量工作节省了大量的时间,减少了经济投入.

2.3自动化水平较高

目前,GPS测量技术的自动化水平非常高,在进行测量工作时,测量人员只需要调整天线,就可以实现GPS接收设备自动监测,接收到卫星发送的信号后,数据处理软件实时地处理数据获得测量点的精确三维坐标.

2.4可以全天候进行工作

由于空间卫星群均匀地分布在了地球的6个轨道面上,地球面被连续全面地覆盖,因此应用GPS测量技术可以在任何时间、任何地点进行测量工作,并且现代的GPS卫星定位装置和接收机都有防水功能,所以GPS测量技术基本不受天气的影响.

2.5提供精确的三维坐标

GPS测量技术可以为测量点提供精确的三维坐标,满足各种测量工程的要求.

3GPS系统在工程测量中的实践应用分析

在测绘领域GPS测量仪器不断被应用,极大的简化了测量方法.控制测量不再受地形地势条件的影响,特别是在工程中的运用,考虑控制测量的观测方法与布设类型.同时控制测量也不再受天气、时间的制约进行了.大地控制测量中的控制选点工作较为灵活,因为传统的不必要的传算点、过渡点的测量工作被大量的减少.以椭球面为基准的高程系统是大地高程系统,大地高程系统、正常高系统和正高系统是高程测量应用的主要高程系统,GPS测量用于高程控至测量.采用前苏联大地测量学者莫洛金斯基的理论建立的正常高系统从而更加方便,以大地水准眠为基准的高程系统是正高系统.正高实际上是无法严格确定的,大地高差和高程异常的精度是计算正常高的精度的标准,其中高程异常差的精度与其计算方法及其所利用的资料紧密相关.确定区域性大地水准面的高程的有效的方法是水准测量资料和GPS测量资料相结合.这种方法需要GPS观测点密度适当,分布比较均匀并具有水准测量资料.要得出特定点的正常高,就要根据利用高精度GPS定位技术精密确定观测点的大地高程差建立的相应大地水准面数学模型,内插出计算点的异常差或高程异常.

随着GPS技术的成熟,在工程测量中占据了主导地位,使测绘定位技术发生了革命性变革,为工程测量提供了崭新技术手段和方法,而工程测量中主要有施工控制网,施工放样及竣工测量这些项目.以下几方面主要帮助大家了解一下GPS技术在上述工程测量中的主要应用.

3.1GPS技术在施工控制网的建立中的应用

传统的三角网建立施工控制网的方法弊端较多,而现在应用GPS技术建立施工控制网的方法运用越来越广泛,其中在工程开工阶段,对于选点与埋石上,需要利用GPS技术保证点位附近天空开阔,并且确定附近地质情况,为保证工程施工的顺利进行,必须要采用一致的坐标系统,这就更需要GPS技术的定位应用,既考虑了施测和设计的实际情况,又能满足局部高精度的特殊要求"在后续投影面的选择#施工控制网的加密及施工控制网的维护都可以应用GPS配套软件进行计算,使用GPS的静态观测或动态观测等技术完成技术要求,从而达到高标准,高精度的工程测量目的.

3.2GPS技术在施工放样中的应用

在常规的全站仪测量方法中会遇到一些测量障碍,因此GPS定位技术的引入就为施工放样提供了新的工具,在施工测量中,GPS技术的定位精度相比较高,并且能够快速提供三维坐标,该技术可以远程操作,并且操作简便,效率更高.而且在对于观测环境的预测更加及时准确,观测独立,无须观测站点直接的通视,因此,GPS技术应用于施工放样中,更加受到欢迎.

3.3GPS技术在竣工测量中的应用

一般布设控制网点后会进行竣工测量,而常规的一些测量方法达不到测量的标准和要求.因此就需要GPS技术的应用.如在丘陵地区中,在有效的作用距离之内可以保障更高的观测精度；同时,在丘陵的高程方面,在采用最好的观测条件下可以对较近的控制点进行投影解算,从而达到测量目的.由于GPS技术的高精度快速测定优势,因而非常适合工程建设项目竣工中的各项验收测量工作的要求.

4GPS技术在工程测量中的发展前景

在工程测量的工作中,GPS技术发挥着至关重要的作用,而且其发展前景也是相当可观.

4.1GPS技术与作业的环境和距离没有关系,其测量的精度非常高,像公路、铁路等比较特殊地形的测量也是相当方便的.

4.2GPS技术在取得测量控制点的三维坐标时,速率也非常快.

4.3针对界址点的测量,GPS―RTK技术可以更快、更有效地完成,而且界址点的放样也能够实现.

4.4在测量过程中,GPS技术主要的局限就是信号受到干扰,所以,GPS技术在使用时,其有些信号的干扰问题可以通过全站仪的测量进行解决,这会使工作效率提高的更快.

[4]戈晓娜.对GPS技术在公路工程控制测量中的应用研究[J].交通世界,2011,（12）.